Идеально отлаженный оркестр, где каждый инструмент настроен с безупречной точностью, пытается играть в шумном зале. Этот шум — квантовая гравитация, рябь пространства-времени на микроуровне. Она постоянно норовит сбить музыкантов. Аксионы, частицы-кандидаты на роль тёмной материи, и есть та самая музыка. Их существование защищено особой симметрией, но гравитация на квантовом уровне эту защиту разрушает.
Физики решили измерить громкость «шума». Они моделировали влияние квантовой гравитации на аксионы, добавляя в уравнения крошечные поправки — примерно одну на 10 в 12-й степени. Оказалось, что для объяснения всей тёмной материи во Вселенной аксион должен быть защищён от таких помех до невероятной степени: все возмущения вплоть до 12-го порядка должны отсутствовать. Если защита хоть чуть-чуть слабее, частица теряет стабильность.
Для более лёгких аксионов ситуация ещё жёстче. В области параметров, которую планируют исследовать будущие лабораторные эксперименты, настройка должна быть в десятки раз точнее. Это заставляет задуматься: а действительно ли природа так «неестественна», или мы что-то упускаем в теории? Возможно, скоро это проверит эксперимент по поиску электрического дипольного момента нейтрона — сверхточный прибор, способный уловить следы аксионных полей.
Так что вопрос не только в массе аксиона, но и в «качестве» его защиты от гравитационного хаоса. И чем точнее мы настраиваем наши детекторы, тем острее встаёт загадка: почему оркестр вообще играет, а не тонет в шуме?
Точность настройки, необходимая для аксиона, сравнима с ситуацией, когда вы подбрасываете монету, и она падает на ребро, оставаясь в равновесии, — но не на секунду, а на миллиарды лет.